圓面積是國小數學科平面幾何課程中的重點之一，在相關研究文獻中發現，國小六年級的學生對複合圖形面積的組成較不易理解，若透過幾何的操作活動，將有助於學生了解和簡化複合圖形面積之計算。隨著數位科技的進步，近年來有許多科技融入教學的研究，文獻中多指出數位遊戲式學習法可提高學生的學習動機和成效。
因此，本研究旨在探討平板融入國小圓面積情境式數位遊戲教學，國小六年級學童對於情境式數學教學之感知，以及在圓面積單元中的學習成效、學習態度和圓複合圖形面積之切割重組解題歷程思維。
本研究採用「準實驗設計」的方法，對象為某國小六年級一個班級之學生，共27位學生，將班級學生分做實驗組和對照組。兩組學生於實驗前均接受數學成就測驗前測和數學學習態度量表前測，實驗過程為期四週，實驗課程共5節課。實驗組和對照組學生分別接受情境式數位遊戲和一般紙筆練習作為前四堂課程的統整活動和最後一節課的總複習活動。兩組學生於全部實驗結束後進行數學學習成就測驗與數學學習態度量表後測，比較兩組學生之學習成效、數學學習態度和切割重組解題歷程思維；經過兩週，實驗組與對照組在進行數學學習成就延後測，以比較其保留效果。
經實驗結果之分析統計後，研究發現情境式數位遊戲之教學，對學生而言是有趣的，能讓學生在較無壓力的情況下學習。因在教學情境中，學生化身為勇士，讓學生有了闖關的使命感，且在情境式數位遊戲之教學課程中，融入平板操作和循序漸進之教學設計，能顯著提升學生在圓形和複合圖形面積之學習成效。同時，在課程中融入平板操作的闖關活動，對於學生進行複合圖形面積的解題思維，有很大的幫助。尤其在圓複合圖形面積的進階圖形中，從解題歷程可看出實驗組的學生較能使用策略來簡化作答過程。
綜合上述，本研究所設計之「圓的奇幻旅程－拯救虎姑婆大作戰」是一個適合作為國小高年級圓形和複合圖形面積單元學習的輔助媒材，也期望本創新的情境式教學設計，能透過故事性、趣味性和意義性，引起學童對數學學習的興趣並提高六年級學生於圓形和複合圖形面積之學習成效、態度和解題技能。

The idea of circular area is one of the key points in the elementary school plane geometry course. In the relevant research literature, it is not easy for the students in the sixth grade of the elementary school to understand the circle and complex graph area. If we let students operate geometry activities, it will help students understand and simplify the calculation of composite graph area. With the advancement of the digital technology, there has been a lot of research about the integration of digital technology into education in recent years. The research literatures indicate that digital game-based learning could promote students’motivation and learning achievement. It can be seen that the repetitive operability of the mobile device and the situation with sound and light effects, in addition to allowing students to immerse themselves in learning activities, can stimulate their autonomy and enthusiasm more to enhance learning outcomes.
　The purpose of this study was to explore the perception and effects of integrating situated e-learning game teaching into circle graphics supported by tablet PCs in the elementary school.
　　This study adopted quasi-experimental design. The objects were 27 students in an elementary school who are the sixth grade students. These students were divided into an experimental group and a control group. Both groups of students received the mathematics achievement pretest and the mathematics learning attitude scale before the experiment. The experimental process lasted for four weeks and the experimental course consists of five lessons. The experimental group used situated e-learning game, the control group used the general pencil practice as the tool of integration and review activities. After the experiment, we compared the learning outcomes, mathematics learning attitudes and cutting and recombination abilities of the two groups of students through the mathematics learning achievement test and the mathematics learning attitude scale. After two weeks, the learning retention effect of the two groups of students was compared through the mathematics learning achievement delay test.
　　The results show that the teaching of situated e-learning game is fun for students and allows students to learn under less stress. In the teaching situation, students could play as a warrior, giving them a sense of mission. In the teaching content, incorporating tablet operation and sequential instructional design can significantly improve students' learning in circle and complex graph area. The analysis of the area of the complex graph through the tablet operation is better for the students. Especially in the advanced graphic problem-solving process of circle and complex graph area, it could be seen that students in the experimental group could use strategies to simplify the answering process and achieve significant differences.

Overall, the “The Fantasy Journey of Circle- Let’s Save Aunty Tigress” is a supplementary medium suitable for the learning of the circle and complex graph area units of the sixth grade in elementary school. It is expected that the innovative situated e-learning game instructional design of this research can stimulate students' interest in mathematics learning through storytelling, interest and meaning, and improve the learning effectiveness, attitude and problem-solving skills of sixth-grade students in circle and complex graph area in the future.

第一章 緒論 1
第一節　研究背景與動機 1
第二節　研究目的 4
第三節　研究問題 4
第四節　名詞解釋 5
第五節　研究範圍與限制 6
第二章 文獻探討 7
第一節　數位遊戲式學習 7
第二節　情境學習 13
第三節　兒童幾何概念之發展理論 18
第四節　兒童圖形概念發展與學習 22
第三章 研究方法 30
第一節　研究設計與架構 30
第二節 研究對象 32
第三節　研究流程 33
第四節　研究工具 37
第五節　資料分析與檢核 40
第四章 情境式數位遊戲教學設計 43
第一節 「圓的奇幻旅程-拯救虎姑婆大作戰」數位遊戲之情境設計 43
第二節　「圓的奇幻旅程-拯救虎姑婆大作戰」教學內容設計 53
第五章 資料分析與討論 61
第一節 受測學生背景資料分析 61
第二節 「圓的奇幻旅程-拯救虎姑婆大作戰」學習成效分析 67
第三節　圓形和複合圖形面積學生解題表現與歷程分析 75
第四節　「圓的奇幻旅程-拯救虎姑婆大作戰」之學習態度分析 86
第五節　討論 93
第六章 結論與未來展望 95
第一節　研究結論 95
第二節　未來研究建議 98

參考文獻 100
英文部分 100
中文部分 102

附錄一：情境式數位遊戲學習教學設計調查 106
附錄二：數學學習態度前測量表 112
附錄三：圓和圓複合圖形先備概念前測驗卷 116
附錄四：數學學習態度後測量表 118
附錄五：圓和圓複合圖形概念後測卷 127
附錄六：圓和圓複合圖形概念延後測卷 129
附錄七：家長知情同意書 131

英文部分
Bloom, B. S. (1956). Taxonomy of educational objectives: The classification of educational goals. New York: Longmans, Green.
Brown, J. S., Collins, A., & Duguid, P. (1989). Situated cognition and the culture of learning. Educational researcher, 18(1), 32-42.
Confrey, J., Nguyen, K. H., Lee, K., Panorkou, N., Corley, A. K., & Maloney, A. P. (2012). Turn-on common core math: Learning trajectories for the common core state standards for mathematics. Retrieved from: www. turnonccmath. net.
Crowley, M. L. (1987). The van Hiele model of the development of geometric thought.
Learning and teaching geometry, K-12: 1-16.
Csikszentmihalyi, M. (1997). Flow and the psychology of discovery and invention. HarperPerennial, New York 39.
Evensen, P.K., Chan, E.A., Sanders, B. N., &Nini, P. J. (2009). Crafting a Design Concept Prototype for an Educational Game Design: A Case Study. Retrieved from:http://www.erikevensen.com/uploads/7/0/3/4/7034222/erik_evensen_iasdr2009.pdf
Gagné, R. M. (1965). The conditions of learning. Oxford, England: Holt, Rinehart & Winston.
Gibson, J. J. (1977). The theory of affordance. In R. Shaw & J. Bransford (Eds.), Perceiving, Acting and Knowing, 67-82. Hillsdale, NJ: Erlbaum.
Garris, R., Ahlers, R., & Driskell, J. E. (2002). Games, motivation, and learning: A research and practice model. Simulation & gaming, 33(4), 441-467.
Keller, J. M. (1987). Development and use of the ARCS model of instructional design. Journal of instructional development, 10(3): 2.
Kebritchi, M., & Hirumi, A. (2008). Examining the pedagogical foundations of modern educational computer games. Computers & Education, 51(4), 1729-1743.
Lave, J. and E. Wenger (1991). Situated learning: Legitimate peripheral participation, Cambridge university press.
Massimini, F. (1988). The systematic assessment of flow in daily experience. Optimal experience, 266-278.
McLellan, H. (1993). Evaluation in a situated learning environment. Educational Technology, 33(3): 39.
McLellan, H. (1993). Hypertextual tales: Story models for hypertext design. Journal of Educational Multimedia and Hypermedia, 2(3): 239-260.
Pivec, M. (2007). Play and learn: potentials of game‐based learning. British Journal of Educational Technology, 38(3): 387-393.

Prensky, M. (2007). How to teach with technology: Keeping both teachers and students comfortable in an era of exponential change. Emerging technologies for learning, 2(4): 40-46.
Van Hiele, P. M. (1986). Structure and insight: A theory of mathematics education. Orlando, Fla: Academic Press.
Winn, W. (1993). Instructional design and situated learning: Paradox or partnership. Educational Technology, 33(3): 16-21.


中文部分
左台益（2002）。van Hiele 模式之幾何教材設計。中等教育，53（3），44-53。
左台益、梁勇能（2001）。國二學生空間能力與van Hiele幾何思考層次相關性
　　　研究。師大學報：科學教育類，46(12)，1-20。
吳宛儒、蔡鳳秋、楊德清（2005）。故事情境融入國小數學科教學之研究--以面
　　　積單元為例。科學教育研究與發展季刊，41(12)，74-94。
吳德邦（1995）。范析理(van Hiele)模式對我國師範學院學生在非歐幾何學的學
　　　習成就與幾何思考層次之研究。臺中師院學報，9，443-474。
吳德邦、謝翠玲（1998）。根據van Heile理論來探討國小數學實驗課程之幾何
　　　教材。中師數理學報， 2(1)，20-61。
李采臻（2013）。探討將平板電腦結合 App 融入數學教學-以國小高年級學生為例（未出版之碩士論文）。國立成功大學，臺南市。
兒童福利聯盟（2015）。2015年兒童3C產品使用與上網行為大調查。取自 https://www.children.org.tw/news/advocacy_detail/1403
洪暉鈞（2015）。破壞式創新科技在高等教育之應用: 融匯開放式教育資源，平台與行動載具之成效（未出版之碩士論文）。國立清華大學，新竹市。
林弘昌（2008）。錨式情境教學法的靜像式情境教材設計。生活科技教育月刊， 41(5)，2-11。
林福來（1987）。國中生反射, 旋轉, 平移概念發展研究。國科會專題研究計畫報告。NSC75-0111-S003-01，NSC76-0111-S003-12。
林曉菁、姚如芬（2006）。故事式面積教學模組之初探。科學教育研究與發展季刊，44，34-57。
林國欽、洪暉鈞、楊叔卿（2014）。平板電腦融入體育課程羽球技能教學效果之研究。體育學報，47(3)，437-449。
柯政宏（2013）。數位遊戲教學對學童學習自然與生活科技課程 「簡單機械」 之影響（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
紀育廷（2009）。應用情境學習於國小網路隱私安全教育之學習成效研究（未出版之碩士論文）。國立臺南大學，臺南市。
范綱正（2011）。數位遊戲式學習融入自然領域對國小三年級低成就學童補救教學成效與態度之影響（未出版之碩士論文）。私立淡江大學，臺北市。
涂曉琍（2011）。電子白板教材對國小四年級學童在van Hiele幾何思考層次影響之研究—以三角形概念為例（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
秦麗花（1999）。學障兒童適性教材之設計：為數學學障兒童解題診斷開教學處方。新北市：心理出版社。
張春興（1996）。教育心理學：三化取向的理論與實踐。臺北市：東華。
張汶后（2011）。以幾何融入面積課程對國小四年級學童學習面積公式成效之影響（未出版之碩士論文）。臺北市立教育大學，台北市。
張春興（2011）。張氏心理學辭典。臺北市：東華。
張嘉恩（2016）。結合情境與精熟學習之數位遊戲式學習系統對國小因數概念學習成效影響之研究（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
教育部（2008）。國民中小學九年一貫課程綱要數學學習領域。取自：http://www.k12ea.gov.tw/ap/sid17_law.aspx
教育部（2014）。十二年國民基本教育課程綱要總綱。取自：http://www.naer.edu.tw/files/15-1000-7944,c639-1.php?Lang=zh-tw
莊月嬌、張英傑（2006）。九年一貫課程小學幾何教材內容與份量之分析。國立臺北教育大學學報，19（1），33-66。
許乃賜（2004）。動態幾何教學與傳統教學對國小五年級學童圓教學成效之研究（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
許淑玫（1998）。ARCS 動機設計模式在教學上之應用。國教輔導， 38（2），16-24。
許綺霓、林秋斌、宋瑗玲(2016) 。以解題歷程之行動科技支援同儕教學探究: 以小學五年級數學文字題為例（未出版之碩士論文）。國立新竹教育大學，新竹市。
郭毅玲（2010）。互動式電子白板於國小六年級圓面積單元教學成效之研究（未出版之碩士論文）。國立臺中教育大學，臺中市。
陳小華（2017）。結合 POE 教學策略之數位遊戲式學習對國小生數學學習成效之影響（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
陳嘉皇、吳碧智（2016）。圓形複合圖形面積解題學習軌道之教學實驗研究。教育科學研究期刊， 61（1），1-41。
陳俊宏（2014）。使用形成性評量於數位遊戲式學習融入國小四年級分數概念教學成效之研究（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
陳珊玉（2013）。剪紙教學成效之研究：以圓複合面積為例（未出版之碩士論文）。國立新竹教育大學，新竹市。
陳孟君（2009）。遊戲因子對國小二年級學童學習動機之研究-以數學領域數位教材為例（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
陳嘉皇（2005）。「學習軌道」理論之意涵與其在兒童圖形與面積概念發展上之探究與應用。教育科學期刊，5(2)，1-26。
陳盈帆、賴阿福、蔡俊明、黃聰欽（2008）。動態幾何軟體 GSP 對國小六年級學生學習面積概念之影響。科學教育研究與發展季刊，51，91-127。
陳慧娟（1998）。情境學習理論的理想與現實。教育資料與研究，25，47-55。
陶淑瑗、莊宗嚴（2015）。數位科技應用於小學低年級學童數學學習之反思。數位學習科技期刊，7（2），53-71。
湯宗益、廖莉芬（2002）。遠距教學系統人機互動之研究：以Flow理論為基礎。資訊科技與社會學報，2（2），79-94。
黃麗衡（2015）。結合學習風格與不同引導策略情境任務式電子書對學習成效的影響─以數學「一元一次不等式」單元為例（未出版之碩士論文）。國立臺灣科技大學，臺北市。
黃國禎、邱俐瑜（2016）。結合數位遊戲的情境模擬教學模式與應用實例。T&D 飛訊，220，1-23。
黃榆婷（2010）。應用悅趣化數位教材於國小學童空間學習成效與展開圖解題歷程之研究（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
黃幸美、張汶后（2009）。國小的面積課程與教學探討。國教新知，56(3)，113-123。
黃郁雯（2005）。情境式問題導向融入教學對國小六年級學童科學概念及科學態度之影響（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
楊子賢（2011）。幾何動態軟體融入教學的模式對國中學生學習平行四邊形的影響研究（未出版之碩士論文）。私立中原大學，桃園市。
楊佩真（2011）。情境式遊戲學習應用在國小學童加減法學習成效之研究（未出版之碩士論文）。國立臺中教育大學，臺中市。
楊凱翔、葉淑珍、譚寧君（2014）。建立立體心像教學活動之國小體積課程設計本位研究。國立臺灣科技大學人文社會學報，10（3），225-252。
楊德清、吳宛儒（2007）。數常識情境教學活動融入國小三年級數學科教學之研究。科學教育學刊，15（6）， 647-669。
詹士宜、李鴻亮（2005）。情境式數學教學在學習障礙學生數學學習之應用。突破學習困難─評量與因應之探討（215-246頁）。臺北市：心理。
廖梧均（2018）。數位遊戲融入合作學習對國小學生數學學習成效與心流之影響（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
廖家瑜、連啟瑞、盧玉玲（2013）。國小學童月亮數位遊戲學習之發展與學習成效之評估。科學教育學刊， 21（3），頁 317-344。
劉秋木（2015）。國小數學科教學研究。臺北市：五南。
蔡佳玲（2013）。應用 van Hiele 幾何思考層次理論於國小平面幾何圖形概念桌上遊戲開發之研究（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
蔡居澤（2012）。情境教學法在綜合活動領域教學的運用。體驗教育學報（6）173-178。
蔡鴻文（2009）。虛擬教具對國小六年級學童實施圓周率與圓面積教學之應用（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
賴蕙慈（2010）。應用van Hiele幾何思考層次理論於國小學童體積概念數位教材開發之研究（未出版之碩士論文）。國立臺北教育大學，臺北市。
賴志宏（2007）。行動科技對經驗學習之支援性（未出版之碩士論文）。國立中央大學，桃園市。
謝如山、潘鳳琴（2012）。情境教學於學生因數與倍數概念發展之行動研究。藝術學報，90，347-371。
譚寧君（1993）。兒童的幾何觀—從van Hiele幾何思考的發展模式談起。國民教育，33（5，6），12-17。
譚寧君（1998）。國小兒童面積迷思概念分析研究。台北師院學報，11，573-602。